周佶昊 钱志华

Delta_Sigma调制原理及性能分析

周佶昊 钱志华

重庆邮电大学，重庆 400000

Delta_Sigma调制技术以其高分辨率、低功耗、使用方便等特点在传感器等众多领域中被广泛运用。首先从系统框图、电路模型和z域模型三个方面详细地阐释了Delta_Sigma调制的原理，并从过采样技术和噪声整形技术两个方面通俗易懂地分析了Delta_Sigma调制的性能指标。最后给出了Delta_Sigma调制技术的应用场景，让读者对Delta_Sigma调制技术有更全面的了解。

Delta_Sigma调制；系统框图；电路模型；z域模型；过采样；噪声整形

引言

随着Delta_Sigma调制的应用越来越广泛，而现有的期刊论文并没有对Delta_Sigma调制原理进行详细通俗的说明，因此本文就一阶Delta_Sigma的调制原理和性能进行详细的阐释分析。

1 Delta_Sigma调制原理

为了更好地阐释Delta_Sigma调制的工作原理，本文先从最简单的一阶Delta_Sigma系统框图开始论述，然后再从电路模型、z域模型进行进一步分析。

1.1 系统框图

图1 Delta_Sigma调制器框图

如图1所示，以最简单的一阶Delta_Sigma为例，对Delta_Sigma调制进行原理性的说明。Delta_Sigma调制器由积分器和量化器构成，其中量化器由A/D与D/A两部分构成。图1中，输入信号为x，x经由积分器后变为v，输出信号为y，反馈信号为u。假设输入信号x为正，则v和u同为正，经过多次负反馈后，与信号x累加后得到负值，此时在经过多次负反馈后，又变为正值。因此，输出的信号总能跟随输入的信号进行变化，不同幅值的输入信号，在输出端能够形成不同占空比的方波。当输入信号为正弦波时，输出信号的波形如图2所示。

图2 当输入信号为正弦波时的输出信号